卡式磁带

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卡式磁带，通常又被称为盒式磁带、盒带/卡带、或者磁带。是一种磁性声音记录媒介格式。尽管最初被设计用作语言录音用途，但随着性能的不断发展，卡式磁带代替了开盘录音带在民用领域的地位。它的用途从便携音响到台式音响，甚至用作早期电脑的数据储存。20世纪70年代初至90年代末，卡式磁带始终是两种使用最广泛的两种音乐发行媒介之一，起初是卡带与LP唱片，后来则是卡带与CD。“卡式”一词来源于法语词cassette，意为“小盒子”。
卡式磁带包含两个带芯轮，它们之间即是涂布了磁性材料的塑料带。外面由一个塑料外壳作为支撑。磁带上有2对立体声（总共4条）或者2条单声道音频轨迹。当磁带向一个方向运行时，一对立体声（或一条单声道）磁迹被读取或者录音。反转卡带或者使用自动转向机构则可以利用卡带的另一个方向上的磁迹。
1 历史
飞利浦（Philips）最初于1963年在欧洲市场推出卡式磁带，在美国次年推出。以卡式磁带（Compact Cassette）作为商标名。尽管当时已经有其他的盒式机构，但在索尼的压力下，飞利浦仍然选择将小型卡式作为免费的格式推向主流市场。它在20世纪70年代后期成为了密纹唱片（LP）的主要替代品。
1.1 音乐卡带的到来
音乐卡式磁带的大规模生产起始于1964年，在德国汉诺威（Hanover, Germany）。预录制的音乐卡式磁带（亦被称为Musicassette，简称M.C.）市场稍后于1965年在欧洲启动。飞利浦的合作唱片公司，水星唱片（The Mercury Record Company），开始于1966年九月在美国推出音乐卡带。最初发行为49种音乐带。
但是，卡式磁带系统最初的设计目的是为便携的语言录音使用的，而且早期的播放机也不适合音乐，甚至某些型号的机械系统可靠性也颇差。1971年，圣临公司（Advent Corporation）推出了他们的201型（Model 201）卡座，带有杜比B型（Dolby type B）减噪并兼容二氧化铬（chromium dioxide，CrO2）磁带。由此，业界开始重视卡式磁带的音乐用途，也开启了高保真卡式磁带的时代。
20世纪80年代，由于索尼随身听（Sony Walkman）等便携播放机和高保真卡座的出现，卡式磁带的销量有了大幅增长。这些随身听机身并不比卡带本身大多少，一边有机械按键，正面则有电子按钮或显示屏幕。更有甚者，不放入卡带，机身甚至无法直立摆放。
如同60年代人们听便携晶体管收音机，90年代听便携CD，21世纪初听MP3，在20世纪80年代人们听Walkman。这一时期卡式磁带的销量也首次超过了LP唱片。但是乙烯唱片（vinyl record）的总销量仍然相当高，这主要归功于单曲唱片（single）。尽管如此，在90年代单曲卡带（cassette single）也曾一度流行。
除了单纯的技术进步，卡式磁带也带来了社会方面的变革。由于卡带的耐用性和易于复制，使得铁幕政策之下的大量地下摇滚和朋克流行开来，为西方文化创建了在年轻一代中的立足点。基于类似的原因，卡式磁带在发展中国家也广为传播。
卡式磁带在政治上的应用，最有名的一次莫过于阿亚图拉·霍梅尼（Ayatollah Khomeini）思想在1979年伊朗24244前的传播，促使当时伊朗政权的灭亡。而在70年代的印度，卡带被认为是破坏传统宗教的媒介。卡带数量急剧膨胀，为正版和盗版商带来了巨大的市场。时至今日，卡式磁带在发展中国家仍然是重要的音乐传播媒介。
1.2 衰退
在许多西方国家，卡式磁带市场在20世纪80年代后有了迅速的衰减。特别是预录音乐的卡带，在90年代初期就开始被小型光盘（Compact Disc，CD）所取代。到1993年，CD播放机年销量达到500万台，每年递增21%。而卡带播放机则下降7%，达到约340万台。消减一直持续，到2001年卡带销量只占整个音乐市场的大约4%。此后卡式磁带经历了更大的衰退，现在只有非常少数零售商仍然有存货，而主要的唱片公司已经不再生产磁带。在美国，音乐卡带的销量从1990年的4亿4千2百万下降到2006年的70万。但直到2008年初，空白卡带仍然没有停止生产，在许多商店也有售。也仍然有卡带复制机构在工作。卡式磁带录音与放音机正在减少，但是存世的数量仍然相当巨大，也仍是音响的一项主要功能之一。
在某些方面，卡带仍然应用广泛，例如汽车音响。卡式磁带及放音机通常比CD机更为坚固、防尘、耐热和防震。由于在噪音较大的车内使用，较低的声音素质并不会成为很大的缺点。但到了20世纪90年代后期，随着CD机防震缓存技术的到来，车内噪音的降低和大众对音响要求的普遍提高，在欧洲和美国的大部分新型汽车上，CD已经取代了卡座作为汽车音响的主要部分。
如今数字录音棒更加常见，卡带（或微型卡带，microcassette）录音机价格也变得更为低廉，而且质量也足够适用会议记录或教育的场合。有声图书、教堂服务或其他语音内容仍然以卡式磁带的媒介出售。它声音水平并不会影响内容的收听。尽管大部分出版商都以CD格式出售有声图书，他们一般也会以同样的价格提供卡带的版本。有声图书的内容一般会持续数小时，卡带仍然有120分钟长时间播放的优势，而通常的CD只能播放不超过80分钟。
2 性能特色
在方便性上，卡式磁带比开盘录音算是进了一大步。由于卡带体积和带速的限制，起先它的声音质量非常差。与4轨道开盘立体声格式不同，两套立体声磁轨是彼此相邻而不是互相交错的。这样可以允许单声道的放音机在播放立体声卡带时以单声播放，同时让立体声放音机同时用两个扬声器播放单声道卡带。卡式磁带的宽度为3.81毫米（0.150英寸），每条磁迹轨道宽度0.6毫米，中间以无录音的保护区作为间隔。磁带以4.76厘米/秒（1又7/8英寸/秒）的速度运行。作为参照，典型的民用开盘录音格式磁带宽度为1/4英寸（6.35毫米），磁迹宽度1/16英寸（1.59毫米），带速为9.5或19厘米/秒（3.75或7.5英寸/秒）。
2.1 卡式磁带的类型
卡式磁带实际上是覆盖了磁性涂层的聚酯薄膜。最初的磁性材料是氧化铁（ferric oxide，Fe2O3)。大约于1970年，明尼苏达矿业制造（3M）公司开发了钴volume-doping处理技术（估计是个化学专业词了，这个实在不知道什怎么翻译），与双层镀膜技术以提高输出电平。这个产品最终被冠以“高能（High Energy）”的称号，在其旗下的思高（Scotch）品牌销售录音带。廉价的卡带上常常标着“低噪音（low-noise）”，但实际上并不是真正的高输出，频率响应往往并不理想。
几乎与此同时，巴斯夫化学（BASF）推出了二氧化铬（chromium dioxide，CrO2），紧接着东京电气化学工业株式会社（TDK）也推出了使用四氧化三铁（Fe3O4）的Audua卡带，这些卡带的声音都接近了乙烯唱片的水平。1974年，TDK成功地推出带有钴吸附氧化铁（Cobalt-adsorbed iron oxide）超微磁粉（Avilyn）的磁带。最终，3M于1979年推出了金属磁带，并冠以麦塔芬（Merafine）的商标名销售。今天，大部分市售的“普通带”和“铬带”都含有氧化铁和钴（以不同的比率和不同的处理方式），而仅有非常少的一部分卡带才使用纯二氧化铬的涂层。
简单的语音录音机设计为只能使用普通的氧化铁磁带。而高保真的卡座通常配备切换和检测装置来检查不同的偏磁（bias）和均衡（equalization）设置。最常见的氧化铁磁带 [国际电工委员会（IEC）定义为一类带（Type I）]，使用120微西门子（μs）的播放均衡，而铬带（二类，Type II）使用70μs。录音时均衡也相应的不同。索尼曾经尝试过混合氧化铁和二氧化铬的双层磁带，即“铁铬”带（FeCr，IEC定义为三类带，Type III），不过只在20世纪70年代出现过极短的一段时间。金属磁带（metal cassette，IEC定义四类带，Type IV）同样使用70μs的设置，但是能提供更好的音质和耐用性。性能同样反映在价格上，一类带通常最为便宜，四类价格最高。巴斯夫化学曾经开发了一种使用120μs的一类铬带（为了获得更大的兼容性，因为70μs的卡座较少），但是这种磁带只在预先录制好音乐的商业发行卡带上才有使用。
卡盒顶端的槽口可以指示内部的磁带类型。一类带只有写保护口，二类带在写保护旁有另一对口，而四类带则在中间部分另有一对口。这些允许卡座自动探测磁带的类型，以选择合适的偏磁和均衡设置。大部分廉价的卡座型号（以及晚期的大部分型号）可能不具备这个功能，播放二类与四类带的时候会产成过多的高频声音，不过情况也没有十分夸张，因为这些机器的放大器大部分都缺失高频信号。以这些机器录音的话，会造成声音偏低，有时候还会有扭曲和杂音。另外还往往不能完全抹音，造成“透印（print-through）”现象。
2.2 播放时间
磁带的长度以播放总时间为计，通常以分钟（minute）为单位。最常见的长度从C-46（每面23分钟），C-60（每面30分钟），C-90和C-120。C-46和C-60磁带厚度一般为15～16微米（μm），C-90为10～11微米，而C-120只有9微米，非常容易拉长或者断裂。有些厂商比较慷慨，在C-90卡带里提供多达132米或135米长的磁带，而标准长度则是129米。C-180甚至C-240卡带曾经一度有售，但是它们带基极薄，极其容易产透印效应，不适宜做普通用途。某些厂家也提供其他长度的磁带，包括C-10和C-15（可作早期家用电脑保存数据用），C-30，C-50，C-54，C-64，C-70，C-74，C-80，C-84，C-100，C-105以及C-110。
80年代初期，有些公司在出售便携录音机时随机附一盘卡式磁带。松下曾经附带一盒C-14，一面预先录了一首歌，另一面完全空白。除了C-74和C-100，其他的非标准长度的卡带通常比较罕见，价格也比较高。卡带录音爱好者们通常认为这些长度的卡带非常有用，以便可以恰好配合某张唱片的播放时间。例如，最初的CD最大播放时间为74分钟，于是开始出现了C-74卡带。
2.3 写保护
所有的卡式磁带都有写保护（write protection）机构，以防止重新录音或者意外抹音。卡带每面的上面都有一个可以去除的塑料档片（tab），作为外壳上的小孔。当卡带被插入卡座时，探测杆可以伸进小孔中，藉以防止录音操作。如果卡带标签面向操作者，同时磁带开口朝下，那么写保护档片则在左上方。少数情况下，制造商提供一个可以活动的档片，用户可以选择开启或者关闭写保护功能。
如果需要再次录音，则可以用一段胶带将小孔封上。或者（在某些卡座上）可以人工按下探测杆以重复录音。需要注意的是，不要将高偏磁的卡带写保护识别孔旁边的类型识别孔也覆盖上。

3  卡式磁带放音机与录音机
最初的卡带机非常简单，只有单声道录音与放音功能。早期的机器需要外接动圈式麦克风（dynamic microphone）。大部分70年代后生产的型号都带有内置的电容麦克风（condenser microphone），它频率响应更好，却往往会同时录下录音机马达的噪音。一台典型的便携式半头砖录音机通常是一个长方形盒子，如同卡式磁带一样的宽度，最上面顶端设有扬声器，中间有卡带仓，最底端则是“钢琴键”一样的按键。不久后，“钢琴键”上的标记符号迅速成为标准。直到今天它们仍然是各种播放器和电脑软件上的控制符号，尽管DVD上的快进和倒带符号已经成了下一轨和上一轨，但这也是从逻辑控制选曲的卡座上演化来的。这些符号通常是：方块代表停止，右指向的三角形代表播放，双三角代表快进和倒带，红色圆点代表录音，中间被划开的方块（两个平行的长方形）代表暂停。
立体声录音机性能不断提高，最终成为了高保真系统中一部分，被称为“卡座（cassette deck）”。此后出现了许多形式的卡带播放机和录音机，最初全都是上开顶入式（top loading）的，一边是卡带仓，另一边是音量单位表（VU表，Volume Unit meter）和录音电平控制。比较早期的型号大都使用滑动电位器控制。
卡座的主要变革之一是前置载入式（front loading）卡带仓。先锋（Pioneer）的斜开卡带仓和山水（Sansui）的外开带仓最终成为了标准的卡带载入方式。后来的型号又引入了电动开门，并以发光二极管（LED）和真空荧光显示板（vacuum fluorescent display）代替了传统的电平表（因为它们可能在过载时无法复位）。电平控制也大都使用了旋钮或滑动电位器。BIC（没有查到是什么公司）推出了可以双倍带速录音的型号，而中道（Nakamichi）最早推出了音质可以与开盘机相媲美的卡座，频率响应可以达到全频带的20～20000赫兹，同时提供非常低的噪音、失真和抖晃率。1973年，中道推出了中道1000（Nakamichi 1000），这台三磁头闭合环路双绞盘（3 headed closed-loop dual capstan）卡座被认为是第一台真正的高保真卡座。不像大部分普通卡座，它的录音和放音功能由不同的磁头来完成（第三个磁头为抹音磁头），每个磁头都经过了特别优化的设计。
在高保真的卡式磁带业界，其他的两位主要竞争者也是以生产优质开盘机而闻名的公司：泰德（Tandberg，现中文名称改为腾博）与瑞华仕 [Revox，瑞士专业品牌斯图特（Studer）的民用产品品牌] 。Tandberg最早推出的是合并磁头（combi-head）机器，如TCD 300以及后来的TCD 3*0系列，配备有独立的播放与录音磁头。所有的TCD型号均备有双绞盘驱动（通过皮带由一台马达带动）和两个独立的供带/收带轮马达。频率响应可延伸至18千赫。Tandberg后来进入了竞争更加激烈的电视市场，面临倒闭的境地。待到重新发家后，它却丧失了在Hi-Fi界的地位。
Revox则更上一层楼。观望了相当长的一段时间，以决定是否要将卡式磁带当作像开盘机那样符合严谨标准的产品媒介。确定之后，他们生产了B710MK I（带有杜比B）和MK II（带有杜比B和C）。两种型号均配备了双绞盘驱动（但是以电子控制的两个马达带动），以及两个供带/收带轮马达。磁头动作以螺线管驱动，从而完全了消除了皮带或其他易耗部件的使用。这些型号的机器在频率响应和动态范围方面与中道机器不相上下。B710MKII同样达到了20～20000赫兹的频率响应，以及超过72分贝的动态范围（在铬带上使用杜比C时动态范围稍小，金属带则提升很大）。瑞华仕在销售过程中也是以长期耐用作为首要原则的，新机器的频率在15～20千赫稍稍提升了几个分贝，以对应多达15年的磁头磨损所造成的高频下降。
Revox后来生产了更为先进的卡座，配备了录音偏磁均衡精细调节系统。瑞华仕同时也生产放大器，价格昂贵的调频收音头和他们独有的平行双臂结构的拾音头。在此之后，这家公司遇到了财政问题，斯图特关闭了瑞华仕品牌和所有的民用电子产品（除了最后一台开盘录音机B77）。
需要注意的是，中道的产品打破了卡带录音的标准，创造了有史以来最高的动态范围以至于以它们录制的磁带无法在其他机器上正常播放。而Tandberg和Revox仕则一直保持在标准之内，录制的卡带可以在其他机器上播放。
第三家公司，著名的丹麦B&O（Bang & Olufsen）发明了一种特别的高频增强系统，以减轻在低偏磁情况下的声音扭曲。这一“高频增强方法”（headroom extension method，简写为HX）在申请专利后被称为杜比HX Pro系统（Dolby HX Pro）。配备HX Pro系统最高级的型号为Beocord 8000，确实可以发出非常出色的声音。但是，这款机器只配备了一台马达，由许多皮带和齿轮驱动，结构复杂，失真和抖晃率并不尽如人意。至此，B&O并没有成为Hi-Fi玩家的理想选择，他们大部分都偏好中道，Tandberg或Revox，他们的机器坚固耐用，寿命长久。
在普通用户方面，卡座上的麦克风输入变得越来越少。大大小小的家用音响上都配备了双卡座，以方便磁带复制。从收音机、卡带或者CD上录音都非常简单，虽然每复制一次都损失声音质量。带有CD的录音机也开始流行，有些甚至可以作为专业用途。
80年代起，手提式录音机也开始兴起，被称为“boom box”。通常含有一个便携式卡座和扬声器，可以发出非常洪亮的声音。手提收录机成为了乡村下娱乐活动的重要组成部分，被人们称为“ghetto blaster”。
汽车音响也变得更为多样。美国的汽车制造商通常会在收音机面板下提供一个卡座插槽。欧洲和亚洲的公司则会提供一个或两个符合德国工业标准（DIN）大小的插槽。到了80年代，一个Hi-End级别的汽车音响通常会配备调幅/调频收音机，以及一台配备了杜比系统的卡座，同时放弃了老式的8轨录音带（8-track cartridge，至于什么是8轨录音带，具体见这里http://en.wikipedia.org/wiki/8-track_cartridge）。待到CD价格大幅下降时，许多制造商开始提供CD播放机。但是许多厂商在推出面向年龄较高的汽车款式时，仍然提供带有卡座的音响，有时候也一并带有CD。新型汽车通常已经没有卡座，但可以通过外接插孔（auxiliary jack，简写就是常见的AUX）连接MP3播放器，当然也可以接卡带随身听。
虽然卡带本身比较耐用，但是卡座却需要经常保养才能保证良好运作。可以使用棉签或清洁卡带来清理磁头。同样也可以使用卡带形状的消磁器（demagnetizer）来为磁头消磁，保持卡座的正常状态。常见的机械故障是收带轮齿轮磨损或沾灰，造成收带轮速度低于主导轴的供带速度；或者开仓时磁头无法复位。这两种情形都会造成磁带从卡盒底部开口脱出，缠绕在卡座的机械结构中，叫做“绞带”。卡带通常也会损坏。所以，有时我们会在公路旁看到被丢弃的一把乱蓬蓬磁带。如同1/4英寸开盘机，对于重要的录音，重接被绞断的磁带也是可以的。